基于微分几何推导出了不等极孔椭球类容器纤维缠绕的非测地线稳定缠绕方程,并根据薄膜理论、层合板理论、蔡-吴失效准则得到了赤道处纤维层的最小厚度1.281 7 mm,计算出的纤维方向的应力小于纤维的极限强度3.92 GPa.发现纤维缠绕椭球容器的应力状态是赤道处最先发生破坏,且会出现局部失效现象.以缠绕层最小质量M为目标函数,蔡-吴失效准则为约束条件,在给定内压5 MPa的情况下,得到了优化后的容器质量为34.072 kg.相比于等极孔的容器而言,非测地线缠绕具有高度非线性、不稳定性及精度难以控制等问题.
参考文献
[1] | Davison C M,Dullin H R,Boliviano A V .Geodesics on the ellipsoid and monodromy[J].Journal of Geometry and Physics,2007,57 |
[2] | 吴耀楚,张建华.测地线FW线型的CAD[J].玻璃钢/复合材料,1991(1):8-10,1991. |
[3] | 陈汝训.纤维缠绕气瓶设计分析[J].固体火箭技术,2008(06):625-628,634. |
[4] | 王洪运,马国峰,赵亮,费春东.等极孔球形压力容器平面缠绕规律[J].宇航材料工艺,2012(03):17-19. |
[5] | 吴宏伟,王桂英,张福成.圆锥台柱体上的纤维缠绕[J].纤维复合材料,2000(02):31-34,24. |
[6] | Zu Lei,Koussios Sotiris,Beukers Adriaan Design of filament-wound circular toroidal hydrogen storage vessels based on non-geodesic fiber trajectories[J].International Journal of Hydrogen Energy,2010,35 |
[7] | 韩振宇,富宏亚,王永章,付云忠.90°弯管的纤维缠绕线型设计[J].玻璃钢/复合材料,2004(05):31-32,35. |
[8] | Zu Lei,Koussios Sotiris,Beukers Adriaan .Design of filament-wound isotensoid pressure vessels with unequal polar openings[J].Composite Structures,2010,92 |
[9] | 富宏亚,黄开榜,朱方群,等 .非测地线稳定缠绕的边界条件和稳定方程[J].哈尔滨工业大学学报,2008,28(2):125-129,2008. |
[10] | 张德丰.MATLAB数值分析(第二版)[M].北京:机械工业出版社,2012:315-321,2012. |
[11] | 晏飞,朱智春.面向设计的纤维缠绕复合材料压力容器结构分析方法[J].强度与环境,2003(04):21-26. |
[12] | 张少实.复合材料与粘弹性力学[M].北京:机械工业出版社,2007:26-27,2007. |
[13] | 王耀先.复合材料力学与结构设计[M].上海:华东理工大学出版社,2012:237,2012. |
[14] | 祖磊,何钦象,李辅安.纤维缠绕复合材料圆环壳线型设计与优化[J].宇航材料工艺,2006(03):14-18. |
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